Патент на изобретение №2182319

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2182319 (13) C2
(51) МПК 7
G01K17/10
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 17.05.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 97118382/28, 05.11.1997

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.11.1997

(43) Дата публикации заявки: 20.08.1999

(45) Опубликовано: 10.05.2002

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
DE 3303769, 03.09.1985. SU 932294, 02.06.1982. SU 531501, 22.02.1977. SU 1642276 А1, 15.04.1989. SU 950006 С1, 15.10.1983. CН 665286 А5, 29.04.1988. AU 388246 В, 26.05.1989.

Адрес для переписки:

630004, г.Новосибирск, пр. Димитрова, 4, СНИИ Метрологии, отд.32

(71) Заявитель(и):

Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии

(72) Автор(ы):

Баталов С.С.,
Черепанов В.Я.

(73) Патентообладатель(и):

Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии

(54) ТЕПЛОСЧЕТЧИК-РАСХОДОМЕР


(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам измерения и учета тепловой энергии, передаваемой по трубам жидкими или газообразными теплоносителями. Прибор содержит измерительно-вычислительное устройство, датчики температуры и канал в корпусе. По бокам корпуса размещены датчики теплового потока с радиаторами. Внутри канала вдоль его оси расположены 2 стакана дном друг к другу. Входной и выходной патрубки входят внутрь стаканов. Между стаканами помещен датчик разности температур. Нагретый поток теплоносителя отдает через радиаторы часть тепловой энергии q, при этом меняется его температура на t. Измеряя q и t, вычислительное устройство определяет расход теплоносителя, а затем, с учетом его температуры, и количество переданной теплоты. Техническим результатом изобретения является возможность использования теплосчетчика в виде простых, надежных и недорогих приборов по учету тепловой энергии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.


Изобретение относится к устройствам измерения и учета тепловой энергии, передаваемой по трубам жидкими или газообразными носителями. Известны устройства, измеряющие расход теплоносителя и умножающие значения расхода на значения разности температур до и после объекта теплопотребления. Кроме того, должны быть учтены свойства теплоносителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель тепловой мощности, содержащий канал в виде корпуса, на поверхности которого размещены охлаждаемые датчики теплового потока, датчики температуры на входе и выходе канала (см. ДЕ, заявка 3303769, А1, МКИ G 01 K 17/10, 1983). Хотя такой измеритель прост по конструкции, но не нашел практического применения, поскольку разность температур между входом и выходом канала может быть весьма мала, особенно, при больших расходах теплоносителя. При этом соответственно мала и разность сигналов датчиков температуры. Применение электронного усиления сигнала в данном случае проблематично (сопоставимый уровень помех, нестабильность и прочее). Поэтому возникает необходимость получения большего сигнала. Это возможно за счет увеличения тепловых потерь на самом приборе, либо за счет применения большого числа датчиков температуры на входе и выходе канала. Во многих случаях эти способы нежелательны, так как это приводит к усложнению конструкции и увеличению габаритов прибора.

Получение достаточного уровня сигнала при сравнительно простом способе измерения разнести температур достигается в предлагаемом техническом решении. Для этого в теплосчетчике-расходомере, содержащем измерительно-вычислительное устройство, датчики температуры и расходомерную часть в виде канала, по бокам которого размещены датчики теплового потока с радиаторами, внутри канала расположены вдоль его оси два стакана, дном напротив друг друга, входной и выходной патрубки входят внутрь стаканов, а датчик разности температур помещен внутри канала, между дном одного и дном другого стаканов.

Предлагаемый теплосчетчик представлен на фиг.1. Расходомерная часть состоит из корпуса 1, радиаторов 2 с датчиками теплового потока 3. Внутри канала расположены стаканы 4 и 7, внутрь которых входят патрубки 5 и 6, а между дном одного и дном другого стаканов помещен датчик разности температур 8. Температура теплоносителя измеряется датчиком 9, а после объекта теплопотребления датчиком 10. Сигналы всех датчиков поступают на измерительно-вычислительное устройство 11.

Расходомерная часть работает следующим образом. Нагретый (или охлажденный) поток теплоносителя поступает во входной патрубок (например 5), омывает дно стакана, течет в обратную сторону по кольцевому каналу, образованному патрубком и стенками стакана. Затем поток поступает в следующий кольцевой канал, образованный корпусом 1 и стенками стаканов. При этом поток отдает (или принимает) в единицу времени через радиаторы 2 часть тепловой энергии q. Температура потока при этом изменяется на t. Затем поток опять проходит по кольцевым каналам и поступает в выходной патрубок, омывая дно второго стакана.

В подобных устройствах массовый расход теплоносителя G равен

где ср – теплоемкость теплоносителя.

Следовательно, измеряя величины q и t при известной ср, можно определить значение расхода. По характеристикам датчиков имеем:
для датчика 3 E1=k1q,
для датчика 8 E2 = k2t,
где k1 и k2 – коэффициенты преобразования датчиков. Отсюда следует
q=E1/k1; t = E2/k2.
Подставляя эти величины в формулу расхода, получаем

Известно, что количество теплоты, передаваемой объекту теплопотребления в единицу времени, равно
Q = cpGT,
где T – разность температур теплоносителя до и после объекта теплопотребления. При применении дифференциального способа измерения температур получим сигнал E3 = k3T, то есть T = E3/k3. Следовательно, с учетам (1) получим, что



Таким образом в расчетную формулу (2) не входит теплоемкость теплоносителя, что является преимуществом устройств, в которых используется такой способ измерения.

Предлагаемый теплосчетчик может быть использован в виде простых, надежных и недорогих приборов по учету тепловой энергии. Кроме того, он может быть использован просто как расходомер, нагретых (или охлаждаемых) жидких или газообразных сред с учетом их теплоемкости.

Формула изобретения


1. Теплосчетчик-расходомер, содержащий измерительно-вычислительное устройство, датчики температуры и расходомерную часть в виде канала, на поверхности которого размещены датчики теплового потока с радиаторами, отличающийся тем, что внутри канала расположены вдоль его оси два стакана, дном напротив друг другу, а входной и выходной патрубки входят внутрь стаканов таким образом, что, поступая в патрубок, поток теплоносителя омывает каналы, образованные трубками, стенками стаканов и корпусом.

2. Теплосчетчик-расходомер по п. 1, отличающийся тем, что датчик разности температур помещен внутри канала, между дном одного и дном другого стаканов.

РИСУНКИ

Рисунок 1


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.11.2006

Извещение опубликовано: 20.01.2008 БИ: 02/2008


Categories: BD_2182000-2182999